地震波原理及采集.ppt

地震波的特性及采集技术 钱荣钧 中油集团东方地球物理公司 前 言 对地震波性质的研究关系到地震勘探的理论基础，也关系到地震勘探数据采集、处理和解释技术的各个环节。 现在从地震反射波形成的基本问题入手研究地震波的性质，并对地震采集技术进行分析。 许多论点和认识都有别于现行的理论和认识，意在推动学术讨论，也希望有更多的同行共同对一些重要的基础问题进行思考和探索。 内 容 一、地震波的特性 1、问题的提出 2、反射波的形成 3、地震波的基本性质 4、小结 如何认识地震波，用什么理论方法研究地震波，一直是地震勘探最基础的理论问题。 长期以来，人们多采用光学的理论和方法来研究地震波。开始把几何光学的理论用于研究地震波，就形成了所谓的几何地震学；后来又把波动光学的理论引入地震勘探，成为研究地震波动力学特征的基础。问题是适于光学的理论是否可以完全用于地震波，值得研究。 通常我们所研究的地震反射波都是反射波前地震子波到达时的现象，但对光学而言，这一反射波的瞬间状态从来是无法观测到的，因此也无人去研究。所以把光学的理论用到研究地震波上就应当了解这一区别，明确光学理论在研究地震波上的局限性和适用范围，不然就会造成一些错的认识，从根本上影响地震勘探技术的发展。 现行的理论中的问题： （1）认为反射振幅会随着断块由小变大而产生振荡 [谢里夫（R.E.Sheriff）的《勘探地震学》（ Exploration seismology）]。 应思考的问题 1、反射波的振幅是否真的随着断块的大小而震荡，在振幅强度的研究中是否要考虑这一因素? 2、在时间剖面上是否可以分解出反射界面上的二次点源的绕射波，并把它偏移归位？ 3、反演的算法是否能和正演一样？ 4、现行偏移归位方法有什麽问题，如何改进？ 所有这些都归结于对地震波性质的理解 一、地震波的特性 1、问题的提出 2、反射波的形成 3、地震波的基本性质 4、小结 一、地震波的特性 1、问题的提出 2、反射波的形成 3、地震波的基本性质 4、小结 3、地震波的基本性质 （1）克希霍夫积分的褶积积分性质 （2）地震波的物理可实现性 （3）地震反射振幅 （4）时间剖面上绕射波的振幅特征 当接收点在反射界面之上时，上面（11）式表达了积分结果的波场，重写公式如下 从上图可以看出： 1)反射段中间的振幅基本相同，并未因为断块大小不同，参与叠加的菲涅耳半波带的个数不同而发生变化。 2)在接近界面边界时，由于反射波和绕射波的叠加使反射振幅逐渐变小。 （4）时间剖面上绕射波的振幅特征 1）时间剖面上的绕射波一般不是由一个界面的边界产生的，而是由相交的几个界面共同产生的。 2）绕射波的正、负两支的强弱与相交界面的反射系数有关。时间剖面上的绕射波往往和理论不符，有时正半支强，有时负半支强。 一、地震波的特性 1、问题的提出 2、反射波的形成 3、地震波的基本性质 4、小结 4、小结 （1）在用波动光学的方法来研究地震波时，应当注意到光波和地震波的区别以及研究内容上的不同。不考虑二次点源绕射波参与叠加的先后，对研究光波是可行的，而对地震波来说是不行的。光学研究的对象是连续的光波，而地震波研究的对象是反射波和绕射波波前的子波。 4、小结 （2）克希霍夫积分是褶积积分，界面上二次点源绕射波是物理可实现信号，所以地震波是物理可实现信号褶积积分的结果，也是物理可实现信号。因此，不宜用数值积分或菲涅尔带叠加来讨论反射波的强度和性质。 （3）在地震记录中，反射界面上二次点源绕射波是以叠加结果的反射波和绕射波的形式出现的，并不存在孤立的二次点源绕射波。 4、小结 （4）时间剖面上断层产生的绕射波并非是那个点或断棱产生的，它与点绕射有本质的区别。把它叫做绕射波实际上是一个既成事实的误解，这样容易把它与点绕射相混淆，与其说它是绕射波，倒不如说它是界面的边界效应更恰当。 内 容 二、地震分辨率的分类及计算 引言 1、Rayleigh（瑞利）准則 2、叠加剖面上的分辨率 3、叠后偏移剖面上的分辨率 4、地震波分辨率的分类及空间分辨率的定义 5、非零偏移距地震记录的空间分辨率 6、叠前偏移的空间分辨率 7、小结 二、地震分辨率的分类及计算 引言 1、Rayleigh（瑞利）准則 2、叠加剖面上的分辨率 3、偏移剖面上的分辨率 4、地震波分辨率的分类及空间分辨率的定义 5、非零偏移距地震记录的空间分辨率 6、叠前偏